心理所研究发现自然重力线索促进人类视觉运动感知

作为地球环境中最基本且恒定存在的物理量，重力不仅决定了自然界中物体的运动规律，也深刻塑造了人类的知觉与认知方式。随着人类向太空进发，可能在失重或微重力环境中长期驻留，探究地球自然重力环境下产生的先验知识对视觉感知的影响显得尤为重要。其中，关于这种“重力先验”是否以及如何作用于人脑对复杂运动信息的感知，仍缺乏系统性研究。

近期，中国科学院心理研究所蒋毅研究组的科研人员创新性地将重力加速度线索引入经典的一致性运动感知（coherent motion perception）任务，首次揭示了视觉系统能够自动提取并利用局部运动中包含的自然重力线索，显著促进对整体运动模式的感知。

研究团队通过五个系统实验，利用心理物理法，比较了自然（1g）与反转（−1g）重力条件下人们从随机运动（噪音）中分辨一致性运动（信号）的知觉阈值（图1）。实验结果表明，无论背景噪声是否包含加速度、点的存在时间持久或短暂、刺激场景在虚拟坐标系（计算机屏幕）或真实世界坐标系（全尺寸投影）中呈现，人们始终更容易整合并辨别符合自然重力作用的运动信号（图2）。

图1. 一致性运动刺激及实验流程示意图

图2. 不同实验条件下自然与反转重力条件对一致性运动感知阈值的影响

这一发现将重力对运动加工的影响从单一物体的外在运动轨迹估计扩展到复杂运动场景内部整体运动模式的辨别，表明对地球重力作用的先验知识已深深嵌入人脑的“内置模型”，作为一种稳定的加工锚点，促进人类对自然运动刺激的感知。这些发现加深了我们对人类知觉如何适应地球重力环境的理解，并为未来探索长期暴露于太空失重等条件下视觉运动知觉面临的潜在改变提供了科学基础。

该研究得到了载人航天工程航天医学实验领域项目、科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金、中国科学院创新交叉团队、中国科学院青年创新促进会优秀会员项目以及中央高校基本科研业务费专项资金资助的支持。

研究成果近期在线发表于npj Microgravity。心理所助理研究员鲁溪芊为论文第一作者，心理所青年特聘研究员王莹和研究员蒋毅为论文共同通讯作者，佐治亚理工学院博士生宋伯耕、心理所科研助理张少帅、心理所博士生张姝佳、心理所硕士生黄梅（已毕业）为论文共同作者。

论文信息：Lu, X., Song, B., Zhang, S., Zhang, S., Huang, M., Wang, Y.*, & Jiang, Y.* (2025). Implied gravity promotes coherent motion perception. npj Microgravity, 11, 36. https://doi.org/10.1038/s41526-025-00498-5